DE102018202051A1 - Automatic lens inspection apparatus and method for automatically inspecting a plurality of lenses - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Erkennung des Vorhandenseins oder Fehlens von ophthalmischen Linsen in einer Plastikschale unmittelbar vor dem Einschweißprozess, umfassend eine hochauflösende bildgebende Vorrichtung, die passend mit einem optischen Modul integriert ist; ein UV-Beleuchtungsmodul, das passend unter dem Halter für ophthalmische Linsen montiert ist; ein auf sichtbares Licht emittierenden Dioden basierendes Auflichtbeleuchtungsmodul, das passend über dem Halter für ophthalmische Linsen montiert ist; das Prüfsystem, das Bilder der in einer Kochsalzlösung in der Plastikschale eingetauchten Linse erfasst; Analysieren des Bilds und Bestimmen der Eigenschaften des Linsenumfangs und der optischen Mitte; Teffen einer Entscheidung zum Ablehnen des geprüften Artikels, wenn das analysierte Bild das Vorhandensein von einer umgedrehten, von mehreren oder von einer gefalteten Linse(n) oder das Fehlen der Linse erkennen lässt; Treffen einer Entscheidung zum Akzeptieren des geprüften Artikels, wenn das analysierte Bild das Vorhandensein einer einzelnen Linse in der richtigen Ausrichtung erkennen lässt. The present invention relates to an apparatus and method for detecting the presence or absence of ophthalmic lenses in a plastic tray immediately prior to the welding process, comprising a high resolution imaging device that is integrated with an optical module; a UV illumination module fittingly mounted under the ophthalmic lens holder; a visible light emitting diode-based incident illumination module mounted over the ophthalmic lens holder; the inspection system that captures images of the lens immersed in a saline solution in the plastic cup; Analyzing the image and determining the properties of the lens periphery and the optical center; Providing a decision to reject the article being inspected if the analyzed image reveals the presence of an inverted, multiple or folded lens (s) or the absence of the lens; Making a decision to accept the item being inspected if the analyzed image reveals the presence of a single lens in the proper orientation.
Description
Gebiet der ErfindungField of the invention
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Erkennen und Prüfen ophthalmischer Linsen, die in Kochsalzlösung suspendiert sind, die in einer Plastikschale enthalten ist, unter Verwendung mehrerer Beleuchtungsmodule. Spezieller betrifft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Erkennung von Fehlen von, Vorhandensein von, umgedrehten, gefalteten und mehrfach vorhandenen ophthalmischen Linsen und der Linsenzahl in einer lichtdurchlässigen oder durchsichtigen Plastikschale unmittelbar vor dem Einschweißprozess.The present invention relates to an apparatus and method for detecting and testing ophthalmic lenses suspended in saline contained in a plastic tray using a plurality of lighting modules. More particularly, the present invention relates to an apparatus and method for detecting the absence of, presence of, overturned, folded and multiple ophthalmic lenses and the number of lenses in a translucent or transparent plastic tray immediately prior to the welding process.
Allgemeiner Stand der TechnikGeneral state of the art
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Prüfsystem in einer automatischen Produktionsstraße. Spezieller betrifft die Erfindung ein System und ein Verfahren zum Prüfen von in Kochsalzlösung in einer Plastikschale eingetauchten ophthalmischen Linsen. Die Plastikschale wird an die Prüfstation gebracht, die mit mehreren Beleuchtungsmodulen konfiguriert ist. Einige Typen von Plastikschalen sind lichtdurchlässig und andere sind durchsichtig. Die Steuungseigenschaften von Plastikschalen aus lichtdurchlässigem Material sind von Plastikschalen aus durchsichtigem Material verschieden. Aufgrund dieses Unterschieds kann das erfasste Bild ophthalmischer Linsen beträchtlich variieren und bei der zuverlässigen Erkennung von Fehlen von, Vorhandensein von, umgedrehten, gefalteten und mehrfach vorhandenen ophthalmischen Linsen in der Plastikschale Probleme aufwerfen.The present invention relates to a test system in an automatic production line. More particularly, the invention relates to a system and method for testing ophthalmic lenses immersed in saline in a plastic cup. The plastic tray is brought to the test station, which is configured with several lighting modules. Some types of plastic trays are translucent and others are translucent. The control characteristics of translucent plastic trays differ from plastic trays of clear material. Because of this difference, the captured image of ophthalmic lenses can vary considerably and present problems in reliably detecting the absence of, presence of, overturned, folded and multiple ophthalmic lenses in the plastic cup.
Derartigen Systemen haften gewisse Beschränkungen an, besonders beim Versuch, den Linsenrand zu verstärken. Prüfsysteme, die LED-Beleuchtung verwenden, bieten allgemein dadurch eine gute Leistung, dass sie den Rand der in der Kochsalzlösung suspendierten Linse verstärken, wenn die Plastikschale durchsichtig ist. Mehrere Versuche haben gezeigt, dass trotz Prüfen der in Kochsalzlösung suspendierten Linsen unter Verwendung derartiger Beleuchtungsmethoden nach dem Prüfprozess leere Plastikschalen, mehrere Linsen und umgekehrte oder gefaltete Linsen festgestellt werden, besonders wenn die Plastikschalen lichtdurchlässig sind.Such systems have some limitations, especially when attempting to reinforce the lens edge. Test systems that use LED lighting generally perform well by reinforcing the edge of the lens suspended in the saline solution when the plastic tray is clear. Several experiments have shown that, despite testing the lenses suspended in saline using such illumination methods after the test process, empty plastic cups, multiple lenses, and inverted or folded lenses are detected, especially when the plastic cups are translucent.
Ein einfaches aber effektives Prüfsystem, das die Erkennung des Vorhandenseins oder Fehlens von Linsen, von umgekehrten, gefalteten und mehreren Linsen kombiniert, ist für den Hersteller nicht nur zur Senkung der Kosten erwünscht, sondern auch zum Optimieren der Qualitätssicherung und nachfolgenden Aussortierung nicht schadhafter ophthalmischer Linsen. Dieser Prozess ermöglicht es Herstellern, ihren Kunden Produkte guter Qualität zu liefern.A simple but effective testing system combining the detection of the presence or absence of lenses, inverted, folded and multiple lenses is not only desirable for the manufacturer to reduce costs, but also to optimize the quality assurance and subsequent sorting of non-defective ophthalmic lenses , This process enables manufacturers to deliver good quality products to their customers.
Aktuelle Verfahren verwenden allgemein statistisch ausgewählte Proben ophthalmischer Linsen, die unter Einsatz von sichtbarem LED-Licht zur Beleuchtung und von Mikroskopen zur Erkennung umgedrehter, mehrerer und schwimmender Linsen manuell geprüft werden.Current methods generally use statistically selected samples of ophthalmic lenses that are manually inspected using visible LED light for illumination and microscopes for detecting inverted, multiple, and floating lenses.
Derartige Verfahren nehmen ziemlich viel Zeit in Anspruch. Es wurde auch festgestellt, dass die Prüfung von Proben schadhafte Produkte durchlässt, da sie keine 100-prozentige Qualität garantieren kann und für menschliches Versagen hoch anfällig ist und nicht effektiv ist, besonders für die Massenproduktion. Allgemein versteht es sich, dass ein gut konzipiertes automatisches Prüfsystem einheitlicher ist als ein menschliches Prüfsystem, da das automatische System weder Ermüdung noch Ablenkungen oder Änderungen subjektiver Prüfkriterien erleidet.Such procedures take quite a lot of time. It has also been found that testing samples passes through defective products because it can not guarantee 100% quality and is highly susceptible to human error and is ineffective, especially for mass production. Generally, it is understood that a well-designed automatic test system is more uniform than a human test system because the automatic system does not experience fatigue, distractions, or changes in subjective test criteria.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist eine einzelne Vorrichtung und ein Verfahren, die mehrere Module zur Beleuchtung mit mehreren Wellenlängen nutzen, die genaue und zuverlässige Bilder von in Kochsalzlösung suspendierten Kontaktlinsen produzieren können, die in einer matten oder lichtdurchlässigen Schale enthalten sind, um die Prüfung mehrerer Merkmale, wie etwa Vorhandensein und Fehlen von Linsen, umgedrehte Linsen, mehrere Linsen, und das Zählen der Linsenzahl zu ermöglichen.It is an object of the present invention to provide a single device and method utilizing multiple multiwavelength illumination modules that can produce accurate and reliable images of saline-suspended contact lenses contained in a matte or translucent shell for testing multiple features such as the presence and absence of lenses, reversed lenses, multiple lenses, and lens number counting.
Kurzdarstellung der ErfindungBrief description of the invention
Die Vorrichtung und das Verfahren der vorliegenden Erfindung gehen wenigstens einige der im Stand der Technik gesehenen Schwierigkeiten an.The apparatus and method of the present invention addresses at least some of the difficulties encountered in the prior art.
Ein automatisches System zum Prüfen ophthalmischer Linsen gemäß der vorliegenden Erfindung weist ein Bildgebungssystem für ophthalmische Linsen, das eine Vielzahl von Bildern jeder geprüften Linse erfasst, und ein Linsenbildanalyse-Untersystem auf, das jedes Bild der Linse analysiert, um zu bestimmen, ob die geprüfte Linse eine oder mehr Abnormalitäten aufweist. Das automatische Linsenprüfsystem erfasst ein oder mehr Bilder des Objekts bei einer oder mehr aktivierten Beleuchtungskonfigurationen. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung prüft das Linsenprüfsystem auf Vorhandensein von Linsen in der Plastikschale, umgedrehte oder falsch ausgerichtete Linsen, mehrfach vorhandene Linsen und Zählen der Anzahl von Linsen, gefaltete Linsen oder eine Kombination aus einem der vorhergehenden angegebenen Probleme.An automatic ophthalmic lens inspection system in accordance with the present invention includes an ophthalmic lens imaging system that captures a plurality of images of each lens being inspected, and a lens image analysis subsystem that analyzes each image of the lens to determine if the lens being inspected has one or more abnormalities. The automatic lens inspection system captures one or more images of the object in one or more activated lighting configurations. In one embodiment of the present invention, the lens inspection system checks for the presence of lenses in the plastic tray, inverted or misaligned lenses, multiple lenses, and counting the number of lenses, folded lenses, or a combination of any of the foregoing problems.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Prüfen von in Kochsalzlösung suspendierten Kontaktlinsen auf Vorhandensein von Kontaktlinsen, Zählen der Linsenzahl, falsch ausgerichtete Linsen, umgedrehte oder gefaltete Linsen bereitzustellen. Die vorgesehene Erfindung weist eine hochauflösende Kamera und ein Objektiv zum Erfassen hochaufgelöster Bilder der Kontaktlinsen auf, die mit einem auf UV-LED basierenden Beleuchtungsmodul, das unter dem Linsenhalter geeignet montiert ist, einem zweiten Beleuchtungsmodul, das mit LED mit sichtbarem Licht konstruiert ist und über dem Linsenhalter geeignet montiert ist, und einer Beleuchtungssteuereinheit zum Ermöglichen der Beleuchtung ausgewählter Segmente der LED in beiden Beleuchtungsmodulen, wie in der Softwareanwendung programmiert, beleuchtet wird.It is an object of the present invention to provide an apparatus and method for testing saline solution Contact lenses for the presence of contact lenses, number of lens counts, misaligned lenses, inverted or folded lenses. The proposed invention comprises a high-resolution camera and a lens for capturing high-resolution images of the contact lenses, which are constructed with a UV-LED based lighting module, which is mounted under the lens holder suitably, a second lighting module, which is constructed with LED with visible light and the lens holder and a lighting control unit for enabling illumination of selected segments of the LED in both lighting modules as programmed in the software application.
Es ist ferner eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Nutzen von entweder Hintergrundbeleuchtung auf Basis von Ultraviolett-(UV) -Wellenlängen- (200 - 400 nm) -LED, Auflichtbeleuchtung auf Basis von LED mit einer Wellenlänge im sichtbaren Bereich (400 - 700 nm) oder einer Kombination von beiden zur Erkennung des Vorhandenseins von Kontaktlinsen bereitzustellen.It is a further object of the present invention to provide an apparatus and method for utilizing either ultraviolet (UV) wavelength (200-400nm) backlighting, LED-based visible light wavelength illumination (400-700 nm) or a combination of both for detecting the presence of contact lenses.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung bereitzustellen, die mit einer Stroboskopsteuereinheit integriert ist, die mehrere Beleuchtungsmodule elektronisch auslösen kann, so dass sie zu jedem gegebenen Zeitpunkt, synchron bis asynchron, Licht in kurzen Pulsen emittieren.It is a further object of the present invention to provide an apparatus integrated with a strobe control unit that can electronically trigger a plurality of lighting modules to emit light in short pulses at any given time, synchronous to asynchronous.
Es ist noch ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zur Verwendung als ein prozessgekoppeltes Prüfmodul bereitzustellen, das sich leicht in eine automatische Prüfanlage integrieren lässt.It is yet another aspect of the present invention to provide an apparatus for use as a process coupled test module that is easy to integrate into an automated test facility.
Andere Merkmale und Aufgaben der vorliegenden Erfindung gehen aus der ausführlichen Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform(en) sowie den hierin unten eingefügten Zeichnungsfiguren hervor.Other features and objects of the present invention will be apparent from the detailed description of the preferred embodiment (s) as well as the drawing figures incorporated herein below.
Figurenlistelist of figures
Es ist praktisch, die vorliegende Erfindung mit Bezug auf die Begleitzeichnungen weiter zu beschreiben, die mögliche Anordnungen der Erfindung veranschaulichen. Fachkundige Personen erkennen, dass andere Anordnungen der Erfindung möglich sind, und folglich darf die Besonderheit der Begleitzeichnungen nicht als die Allgemeingültigkeit der vorangehenden Beschreibung der Erfindung aufhebend verstanden werden.
-
1 ist eine Darstellung des optischen und Beleuchtungssystems gemäß der vorliegenden Erfindung. -
2 ist eine Darstellung des optischen und Beleuchtungssystems vom Stand der Technik. -
3 stellt ein Bild des Halters für ophthalmische Linsen ohne Linse dar, erfasst mit dem System der vorliegenden Erfindung in1 , wobei der Prüfbereich B1 ist. -
3a stellt ein Bild des Halters für ophthalmische Linsen ohne Linse dar, erfasst mit dem System vom Stand der Technik in2 , wobei der Prüfbereich B1a ist. -
4 stellt ein Bild des eine Linse enthaltenden Halters für ophthalmische Linsen dar, erfasst mit dem System der vorliegenden Erfindung in1 , wobei der Prüfbereich B2 ist. -
4a stellt ein Bild des Halters für ophthalmische Linsen ohne Linse dar, erfasst mit dem System vom Stand der Technik in2 , wobei der Prüfbereich B2a ist. -
5 stellt ein Bild des Halters für ophthalmische Linsen mit einer richtig ausgerichteten Linse dar, erfasst mit dem System der vorliegenden Erfindung in1 . -
6 ist ein vergrößertes Bild des Bereichs B3 in5 . -
6a ist ein vergrößertes Bild des Bereichs B3a in5 . -
7 stellt ein Bild des Halters für ophthalmische Linsen mit einer umgedrehten Linse dar, erfasst mit dem System der vorliegenden Erfindung in1 . -
8 ist ein vergrößertes Bild des Bereichs B4 in7 . -
8a ist ein vergrößertes Bild des Bereichs B4a in7 . -
9 stellt ein Bild des Halters für ophthalmische Linsen mit einer schwimmenden Linse dar, erfasst mit dem System der vorliegenden Erfindung in1 . -
10 ist eine teilweise Querschnittansicht des Halters für ophthalmische Linsen mit einer schwimmenden Linse. -
11 veranschaulicht ein Bild des Halters für ophthalmische Linsen mit zwei Linsen. -
12 ist ein vergrößertes Bild des Bereichs B5 in11 . -
12a ist ein vergrößertes Bild des Bereichs B6 in11 . -
13 veranschaulicht ein Bild des Halters für ophthalmische Linsen ohne Linse, erfasst nur unter Verwendung von UV-Hintergrundbeleuchtung, wobei der Prüfbereich B7 ist. -
14 veranschaulicht ein Bild des Halters für ophthalmische Linsen mit einer einzelnen Linse, erfasst nur unter Verwendung von UV-Hintergrundbeleuchtung, wobei der Prüfbereich B8 ist. -
15 veranschaulicht ein Bild des Halters für ophthalmische Linsen mit zwei Linsen, erfasst nur unter Verwendung von UV-Hintergrundbeleuchtung, wobei der Prüfbereich B9 ist. -
16 veranschaulicht ein Bild des Halters für ophthalmische Linsen mit drei Linsen, erfasst nur unter Verwendung von UV-Hintergrundbeleuchtung, wobei der Prüfbereich B10 ist.
-
1 Fig. 10 is an illustration of the optical and illumination system according to the present invention. -
2 is a representation of the optical and illumination system of the prior art. -
3 FIG. 12 illustrates an image of the lens-less ophthalmic lens holder captured by the system of the present invention in FIG1 , where the test area is B1. -
3a FIG. 12 illustrates an image of the lens-less ophthalmic lens holder captured by the prior art system2 , where the test area is B1a. -
4 FIG. 12 illustrates an image of the lens-containing holder for ophthalmic lenses detected by the system of the present invention in FIG1 , where the test area is B2. -
4a FIG. 12 illustrates an image of the lens-less ophthalmic lens holder captured by the prior art system2 , where the check area is B2a. -
5 FIG. 12 illustrates an image of the holder for ophthalmic lenses with a properly aligned lens detected by the system of the present invention in FIG1 , -
6 is an enlarged image of the area B3 in FIG5 , -
6a is an enlarged image of the area B3a in FIG5 , -
7 FIG. 12 illustrates an image of the holder for an inverted lens ophthalmic lens captured by the system of the present invention in FIG1 , -
8th is an enlarged image of the area B4 in FIG7 , -
8a is an enlarged image of the area B4a in FIG7 , -
9 FIG. 12 illustrates an image of the holder for ophthalmic lenses with a floating lens detected by the system of the present invention in FIG1 , -
10 Fig. 10 is a partial cross-sectional view of the holder for ophthalmic lenses with a floating lens. -
11 Figure 4 illustrates an image of the holder for ophthalmic lenses with two lenses. -
12 is an enlarged image of the area B5 in FIG11 , -
12a is an enlarged image of the area B6 in FIG11 , -
13 illustrates an image of the holder for ophthalmic lenses without lens, only detected using UV backlighting, where the test area is B7. -
14 Figure 12 illustrates an image of the holder for ophthalmic lenses with a single lens detected using only UV backlighting, with the test area B8. -
15 Figure 12 illustrates an image of the holder for two lens ophthalmic lenses captured using only UV backlighting, with the test area being B9. -
16 FIG. 12 illustrates an image of the holder for three-lens ophthalmic lenses captured using only UV backlighting, where the inspection area is B10.
Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform(en)Detailed Description of the Preferred Embodiment (s)
Mit Bezug auf
Das System ist mit zwei Beleuchtungsmodulen
Des Weiteren kann gemäß der vorliegenden Erfindung ein erstes optisches Filter
Die Hintergrundbeleuchtungs-UV-Lichtquelle
Die LED-Lichtquelle
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das auf sichtbares Licht emittierenden Dioden basierende Beleuchtungsmodul
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das auf UV-LED basierende Beleuchtungsmodul
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann entweder das auf UV-LED basierende Beleuchtungsmodul
Dementsprechend ist es möglich, ein anderes optisches Filter
Die Vorrichtung in
Ein System
Das System ist mit einem einzelnen Beleuchtungsmodul
Die vorangehende ausführliche Beschreibung der in
Die weitere Analyse an dem Bild kann die Erkennung des Rands der in der Kochsalzlösung suspendierten Linse enthalten. In der vorangehenden Beschreibung ist es aber offensichtlich, dass die Randerkennung sehr schwierig sein kann, da der Linsenrand je nach der Position der Linse sehr schwach werden kann. Das Randerkennungsverfahren ist daher zweideutig, was zu unzuverlässiger Genauigkeit und Wiederholbarkeit führt.Further analysis on the image may include detection of the edge of the lens suspended in the saline solution. In the foregoing description, however, it is obvious that the edge detection can be very difficult because the lens edge can become very weak depending on the position of the lens. The edge detection method is therefore ambiguous, resulting in unreliable accuracy and repeatability.
Die Uneinheitlichkeit bei der Erkennung des Rands der ophthalmischen Linse im konventionellen Verfahren wird durch die Verwendung des Systems
In der eine Querschnittansicht eines Linsenhalters zeigenden
Das Bild in
Jedes andere Muster als ein nicht ununterbrochener Kreis in dem Bild um die Mitte der Linse wird unter vielen Kategorien, wie etwa geneigte, verschobene, gefaltete und mehrere Linsen, analysiert und klassifiziert. Die vom System
Unter Verwendung einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei der nur die UV-basierte Hintergrundbeleuchtung zum Beleuchten der Linse
Modifikationen der vorliegenden Erfindung in ihren diversen Ausführungsformen werden für den Fachmann beim Lesen dieser Offenbarung offensichtlich und können ohne Abweichen vom Umfang der Erfindung gemacht werden, der von den hieran angehängten Ansprüchen umfasst wird. Angesichts Obigem ist zu sehen, dass die mehreren Aufgaben der Erfindung gelöst werden und andere Vorteile erhalten werden. Da an den obigen Anordnungen und Verfahren viele Änderungen vorgenommen werden könnten, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen, ist vorgesehen, dass sämtlicher in der obigen Beschreibung enthaltener Stoff als veranschaulichend und nicht in einem beschränkenden Sinn ausgelegt wird.Modifications of the present invention in its various embodiments will become apparent to those skilled in the art upon reading this disclosure and may be made without departing from the scope of the invention, which is encompassed by the claims appended hereto. In view of the above, it can be seen that the several objects of the invention are achieved and other advantages are obtained. Since many changes could be made to the above arrangements and methods without departing from the scope of the invention, it is intended that all matter contained in the above description be interpreted as illustrative and not in a limiting sense.
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